کالبدشکافی پیکسل ایکس‌ال گوگل: اولین قدم غول جستجو در دنیای سخت‌افزار

نظرات اولیه درباره گوشی‌های پیکسل خیلی مثبت بوده و با نگاهی به این مشخصات سخت‌افزاری، اصلا جای تعجب نداره:

← صفحه‌نمایش 5.5 اینچی AMOLED با رزولوشن QHD (1440 در 2560) و تراکم 534 پیکسل در اینچ که با شیشه 2.5D گوریلا گلس 4 محافظت می‌شه.

← پردازنده چهار هسته‌ای و 64 بیتی کوالکام Snapdragon 821 به همراه 4 گیگابایت رم LPDDR4.

← دوربین اصلی 12.3 مگاپیکسلی با دیافراگم f/2.0 مجهز به فوکوس خودکار تشخیص فاز و لیزری؛ به علاوه دوربین سلفی 8 مگاپیکسلی.

← حافظه داخلی 32 یا 128 گیگابایتی.

سنسور اثر انگشت Pixel Imprint که پشت گوشی جا خوش کرده.

پورت شارژ USB Type-C در کنار جک دوست‌داشتنی 3.5 میلی‌متری هدفون.

← سیستم‌عامل اندروید 7.1 نوقا.

با اینکه گوگل ادعا می‌کنه این گوشی از صفر تا صد طراحی خودشه، اما پیکسل ایکس‌ال از نظر ظاهری شباهت‌های غیرقابل‌انکاری به گوشی‌های رقیب داره. اما اگه از این شباهت‌های کلی بگذریم، چند تا ویژگی فیزیکی هست که پیکسل رو متمایز می‌کنه:

هیچ دکمه هوم فیزیکی‌ای روی پنل جلو وجود نداره. گوگل ترجیح داده از دکمه‌های نرم‌افزاری استفاده کنه تا یه نمای جلوی کاملا یکدست و تمیز داشته باشه.

سنسور اثر انگشت به پشت گوشی منتقل شده و دوربین اصلی هم برخلاف خیلی از پرچمدارها، هیچ بیرون‌زدگی آزاردهنده‌ای نداره و کاملا هم‌سطح بدنه‌ست.

پایین گوشی دو تا شیار خطی برای اسپیکر می‌بینیم و وسط اون‌ها پورت USB-C قرار گرفته که استانداردی جهانی‌تر از پورت‌های اختصاصیه.

آها، راستی! جک هدفون همچنان با افتخار بالای گوشی سر جاش مونده.

با توجه به شباهت این گوشی به آیفون‌ها، با اعتمادبه‌نفس کامل پد حرارتی رو گرم می‌کنیم و پیک پلاستیکی رو برمی‌داریم تا مثل بقیه گوشی‌ها بازش کنیم.

بعد از یکی دو دقیقه حرارت دادن و کمی اهرم کردن، گوشی رو از قسمت بالا باز می‌کنیم و منتظریم تا کل قطعات داخلی نمایان بشن.

اما یه دفعه می‌خوریم به در بسته! یه براکت فلزی که با پیچ محکم شده، روی فلت نمایشگر رو پوشونده و جلوی کار رو گرفته. وقتشه پیچ‌گوشتی رو برداریم و عمیق‌تر بشیم.

مسیر پیروزی مشخصه: براکت رو باز کن، نمایشگر رو آزاد کن و برنده شو! با یه پیچ‌گوشتی T5 Torx به راحتی به حساب این پیچ‌ها می‌رسیم.

ما همیشه می‌گیم ما دستگاه‌ها رو خراب می‌کنیم تا تو مجبور نباشی این کار رو بکنی! کالبدشکافی‌ها فرصتی هستن تا بفهمیم گوشی چطور سرهم شده و بتونیم روش‌های امنی برای تعمیرش پیدا کنیم.

تو این گوشی خاص، پنل OLED خیلی راحت‌تر از چیزی که دوست داشتیم از شیشه تاچ (دیجی‌تایزر) جدا می‌شه. این قطعات به شدت نازک هستن و چون هیچ فریم یا لبه محافظی پشت نمایشگر نیست، درآوردنش یه ریسک بزرگه و خیلی راحت می‌شکنه.

این پنل نمایشگر ساخت سامسونگه و شماره قطعه AMS546KD09 روش حک شده.

← پشت پنل نمایشگر هم کنترلر تاچ Synaptics ClearPad S3708 قرار گرفته.

بعد از برداشتن نمایشگر، به یه شاسی میانی نازک و سفت می‌رسیم که احتمالا از جنس منیزیمه. این قطعه با گیره‌های بسیار محکمی به بدنه اصلی گوشی چفت شده.

وقتی می‌گیم "سفت" انتظار داریم که اصلا خم نشه. اما اشتباه می‌کردیم! این شاسی موقع درآوردن به راحتی خم می‌شه، هرچند می‌تونی دوباره صافش کنی.

سمت چپ تصویر، شاسی میانی رو می‌بینی که بلندگوی مکالمه و یه فلت مرموز روش سوار شدن. سمت راست هم بدنه اصلی گوشیه که مادربردی با رنگ مشکی مات و جذاب داخلش خودنمایی می‌کنه.

برد پایینی (Daughterboard) اما رنگ استاندارد سبز-آبی داره و از نظر ظاهری هیچ شباهتی به مادربرد شیک بالایی نداره.

گوگل برای بیرون آوردن باتری یه خلاقیت جالب به خرج داده. پوشش روی باتری یه قسمت پرفراژ داره که وقتی پارش می‌کنی، تبدیل به یه نوار کششی عالی برای درآوردن باتری می‌شه.

این باتری که ساخت شرکت HTC هست، با دو نوار چسب نسبتا محکم به بدنه چسبیده، اما نوار کششی کار خودش رو خوب انجام می‌ده و بدون نیاز به حرارت، باتری رو آزاد می‌کنه. (احتمالا این برچسب نشون میده که گوشی قبلا باز شده یا نه).

ظرفیت این باتری 13.28 وات‌ساعته که از باتری 11.1 وات‌ساعتی آیفون 7 پلاس بزرگ‌تره، اما به پای باتری غول‌پیکر 13.86 وات‌ساعتی گلکسی اس 7 اج نمی‌رسه.

جالبه بدونی گلکسی نوت 7 (قبل از اون ماجراهای انفجارش) باتری 13.48 وات‌ساعتی داشت.

حالا وقتشه یه دوری تو قطعات کوچیک پیکسل بزنیم و یکی‌یکی بازشون کنیم.

ما عاشق طراحی ماژولاریم! همه این قطعات کوچیک به صورت مستقل قابل تعویض هستن و این یعنی هزینه تعمیرشون خیلی پایین میاد.

اولین قطعه‌ای که بیرون میاد یه برد عجیبه که ترکیب فوکوس خودکار لیزری و میکروفونه. قطعه بعدی همون جک 3.5 میلی‌متری هدفونه که هنوز زنده‌ست. و در نهایت دوربین سلفی 8 مگاپیکسلی رو از سر جاش بلند می‌کنیم.

خیلی مشتاقیم که مادربرد رو دربیاریم و بررسیش کنیم، اما یه تله خطرناک سد راهمونه! کابل سنسور اثر انگشت جوری وصل شده که اگه بی‌دقت باشی پاره می‌شه. خوشبختانه خنثی کردن این تله خیلی راحته. بعد از اون، یه برد کوچیک دیگه رو درمیاریم که شامل یه میکروفون دیگه و سنسور فاصله‌سنج برای فوکوس لیزریه.

این قطعات ریز همیشه انقدر ماژولار نیستن؛ تو خیلی از گوشی‌ها، این بخش‌ها مستقیم روی مادربرد لحیم شدن. ماژولار بودن یعنی اگه یه قطعه کوچیک خراب شد، مجبور نیستی کل مادربرد رو عوض کنی یا درگیر لحیم‌کاری‌های پیچیده زیر لوپ بشی.

اون قطعه آبی‌رنگ و مرموزی که کنار دوربین اصلی می‌بینی، احتمالا یه سلف غیرفعال (Passive inductor) هست، چون دو تا پد لحیم‌کاری و یه سیم‌پیچ مسی داره.

بالاخره دوربین اصلی 12.3 مگاپیکسلی رو که خیلی‌ها تعریفش رو می‌کنن، بیرون میاریم. دوربین قدرتمندیه، اما خبری از سیستم لرزشگیر اپتیکال (OIS) که تو پرچمدارهای دیگه می‌بینیم توش نیست. تو عکس بعدی می‌تونی دوربین اصلی و سلفی رو کنار هم ببینی تا اندازه‌هاشون دستت بیاد. و در نهایت یه نمای نزدیک از سنسور و لنز دوربین اصلی که کیفیت فوق‌العاده‌ای داره.

با اشعه ایکس هم می‌شه یه نگاه جذاب و متفاوت به معماری لنزهای این دوربین انداخت.

بیا ببینیم روی این مادربرد مشکی و شیک چه تراشه‌هایی سوار شدن:

← رم 4 گیگابایتی LPDDR4 ساخت سامسونگ که زیرش پردازنده چهار هسته‌ای کوالکام Snapdragon 821 خوابیده.

← آیسی مدیریت تغذیه کوالکام PMI8996 و تراشه شارژ سریع Quick Charge 3.0 کوالکام.

← تقویت‌کننده هوشمند صدای ساخت NXP Semiconductor.

← فرستنده و گیرنده RF شبکه LTE ساخت کوالکام.

تراشه 3207RA G707A (که احتمالا مربوط به وای‌فای هست).

کنترلر NFC ساخت NXP.

← سنسور کم‌مصرف IMU (اندازه‌گیری اینرسی) ساخت Bosch.

مادربرد رو برمی‌گردونیم تا پشتش رو هم بررسی کنیم:

← حافظه داخلی 32 گیگابایتی UFS 2.0 ساخت سامسونگ.

← آیسی مدیریت تغذیه کوالکام PM8996.

← تقویت‌کننده توان Avago.

← فرستنده/گیرنده RF شبکه LTE کوالکام به همراه تیونر تطبیق آنتن پویا (QFE2550).

کدک صوتی کوالکام.

ماژول تقویت‌کننده توان چهار بانده Skyworks SKY77807.

← سنسور فشار بارومتریک ساخت Bosch.

آیسی‌ها هنوز تموم نشدن، بیا بقیه‌شون رو هم ببینیم:

← قطب‌نمای الکترونیکی 3 محوره ساخت AKM Semiconductor.

← میکروکنترلر 32 بیتی ARM Cortex-M4 ساخت STMicroelectronics.

← تقویت‌کننده صوتی کلاس D ساخت Texas Instruments.

← سوئیچ DPDT پورت USB-2.0 ساخت ON Semiconductor.

سوئیچ آنالوگ DPDT ساخت Maxim Integrated.

آیسی مدیریت تغذیه نمایشگر AMOLED ساخت Texas Instruments.

← ردیاب ولتاژ 1.7 ولتی ساخت ABLIC.

سری سوم آیسی‌ها که بیشتر مربوط به توان و ولتاژ هستن:

← سوئیچ محافظ در برابر ولتاژ بیش از حد ساخت ON Semiconductor.

← مبدل افزاینده 450 میلی‌آمپری ساخت Texas Instruments.

← رگولاتور LDO با جریان 200 میلی‌آمپر ساخت Texas Instruments.

← رگولاتور LDO با جریان 500 میلی‌آمپر ساخت Ricoh.

یه رگولاتور 500 میلی‌آمپری دیگه ساخت ON Semiconductor.

و آخرین بخش از چیپست‌های روی برد که مربوط به ارتباطات رادیویی هستن:

← ردیاب پوششی کوالکام QFE3100.

← ماژول سوئیچ آنتن SP12T ساخت سونی.

← داپلکسر باند 13 SAW ساخت Qorvo.

← داپلکسر BAW ساخت Qorvo.

سوئیچ آنتن SP6T ساخت سونی.

و احتمالا یه تیونر آنتن دیگه.

برد پایینی خیلی راحت از قاب پشت درمیاد. روی این برد فقط پورت USB Type-C و میکروفون قرار داره. ساده بودن این قطعه یه خبر خوبه؛ یعنی اگه پورت شارژ خراب بشه، هزینه تعویضش خیلی کمه. معمولا پورت‌های شارژ زیاد خراب می‌شن (هرچند USB-C کلا مقاوم‌تر از پورت‌های قدیمیه).

البته باید بگیم که پورت‌های USB-C هم همیشه بی‌نقص نیستن و گاهی مشکلاتی به هم می‌زنن.

روی این برد کوچیک هم چند تا تراشه پیدا کردیم:

← تیونر تطبیق آنتن پویا کوالکام.

← سنسور اثر هال ساخت AKM Semiconductor.

← تراشه Redriver برای USB 3.0 ساخت NXP.

← سوئیچ 10 گیگابیتی SuperSpeed برای USB 3.1 ساخت ON Semiconductor.

یه فشار کوچیک به سنسور اثر انگشت (Pixel Imprint) وارد می‌کنیم تا از قاب پشت جدا بشه. از نزدیک که نگاهش می‌کنی، دقیقا شبیه سنسورهایی هست که تو گوشی‌های قبلی گوگل دیده بودیم.

حالا که تقریبا تمام قطعات رو بیرون آوردیم، باید بگیم که تو کل این گوشی تقریبا هیچ اثری از اینکه سازنده‌اش HTC بوده، دیده نمی‌شه.

با اینکه HTC خودش یه برند بزرگ تو دنیای موبایله، اما تو این پروژه فقط ردپاش روی باتری مونده. در واقع گوگل طوری با HTC قرارداد بسته که اونا فقط نقش یه مونتاژکار (مثل نقش فاکسکان برای اپل) رو بازی کنن.

تنها چیزی که هنوز به شاسی پیکسل ایکس‌ال چسبیده، موتور لرزشی خطیه. دقیقا همون چیزی که منتظرش بودیم تا با اشعه ایکس کارکردنش رو ببینیم.

ویدئوهای اشعه ایکس نشون میده که این موتور چطور کار می‌کنه و لرزش‌های دقیقی تولید می‌کنه که حتی می‌تونه با موتور Taptic آیفون 7 پلاس رقابت کنه.

برای اینکه بهتر متوجه بشیم، یه عکس خیلی واضح‌تر از این موتور لرزشی گرفتیم. چون ظاهر فلزی و براقش چیز زیادی بهمون نمی‌گفت، با ابزار فرز مینیاتوری قابش رو بریدیم تا علم رو گسترش بدیم!

البته قبلش با اشعه ایکس داخلش رو دیده بودیم و دقیقا همون چیزی رو پیدا کردیم که انتظار داشتیم: یه وزنه کوچیک که بین دو تا فنر ریز قرار گرفته.

"نوسان‌ساز خطی" (Linear oscillator) اسم فنی این قطعه‌ست. یه هسته مغناطیسی وزن‌دار که بین دو تا فلز فنری می‌لرزه. سرعت و میزان حرکت این وزنه، بازخورد لمسی ایجاد می‌کنه و همون حس "کلیک" رو بدون نیاز به قطعه متحرک بیرونی به انگشتات منتقل می‌کنه.

این هم از تصویر تمام قطعات ریز و درشت پیکسل ایکس‌ال که با دقت کنار هم چیده شدن!

پیکسل ایکس‌ال در مقیاس تعمیرپذیری ما امتیاز '''7 از 10''' رو می‌گیره (10 یعنی راحت‌ترین حالت تعمیر):

← خیلی از قطعات ماژولار هستن و وقتی صفحه نمایش رو باز کنی، تعویضشون خیلی راحته.

← باتری چسب خیلی محکمی نداره و به کمک نوار کششی، درآوردنش کاملا بی‌دردسره.

← تمام پیچ‌های استفاده شده در گوشی از نوع استاندارد T5 Torx هستن.

← مرحله اول باز کردن گوشی به شدت خطرناکه. نمایشگر خیلی نازکه و فریم محافظ نداره، برای همین باز کردن گوشی بدون شکستن صفحه نمایش تقریبا غیرممکنه.

← شاسی میانی علاوه بر پیچ‌ها، با گیره‌های فشاری به شدت محکمی چفت شده که درآوردنش رو خیلی سخت و زمان‌بر می‌کنه.